CN115502350A - 一种金属坯立式连续铸造设备及其铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属坯料生产技术领域，具体的说是一种金属坯立式连续铸造设备及其铸造方法，包括立式结晶箱、冷却箱、立式牵引箱、弧形弯曲箱、引锭杆处理箱、矫直箱、切断箱、切断组件和回流组件；本发明通过升降电机带动螺纹杆转动，螺纹杆转动带动螺纹环移动，螺纹环带动螺纹块移动，螺纹块带动切断安装板移动，切断安装板通过切断垫块带动切断箱移动，切断箱带动切刀移动，通过切断电机带动切刀转动，对金属坯进行切断工作，在切断过程中金属坯不会发生偏移，切断质量好，切刀稳定，提高切断质量和切断效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属坯立式连续铸造，具体为一种金属坯立式连续铸造设备及其铸造方法，属于金属坯料生产技术领域。
背景技术
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史，中国约在公元前1700-前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平，铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法，被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例：铜、铁、铝、锡、铅等)，而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷，因应不同要求，使用的方法也会有所不同，金属坯传统的生产方式为：立式铸造、水平连续铸造和立弯式(弧形)连续铸造。
授权公告号CN109158566A的专利文件，公开了一种涉及金属坯料生产领域，旨在解决现有技术中金属坯连续铸造方式所存在的问题，提供金属坯立式连续铸造设备及方法，其包括引锭杆和沿金属坯运行轨道依次设置的储液结晶组件、牵引装置、弯曲装置、矫直装置，先立式结晶成型，进行垂直牵引，经过弯曲输送，再进行矫直，然后定尺切断和直线出料，金属坯立式连续铸造方法，其包括立式结晶步骤、立式牵引步骤、弯曲步骤、矫直步骤，本发明的有益效果是，采用金属坯立式连续铸造设备及方法，金属坯内在质量和外观质量好，金属应力状态稳定，生产效率高，可以自动连续生产超长金属坯，但是在切断过程中不能对坯料进行固定，在切断过程中容易发生偏移，切面不垂直平滑，影响产品质量，同时切割刀在与坯料接触时不能够对其稳定切割，影响切割质量；
授权公告号CN209157081U的专利文件，公开了一种冷却水收集及密封装置及金属坯立式连续铸造设备，涉及金属坯料生产领域，其包括冷却水收集箱，具有沿竖向方向并排分布且环绕金属坯的外周设置的第一腔室和第二腔室，第一腔室的底部开设有连通第一腔室和第二腔室的落水孔，第一腔室的底部还开设有金属坯贯穿的密封口；机械密封装置，设置于第一腔室内且能够密封密封口；气封装置，设置于第二腔室内，气封装置设置有进气口和吹气口，进气口穿过第二腔室与外界气源连通，吹气口环绕金属坯的外周设置且与密封口相对；其中，第二腔室的底部设置有金属坯贯穿的贯穿口，气封装置设置于第二腔室的底部且密封罩设于贯穿口的上方。该冷却水收集及密封装置通过双重密封可避免冷却水泄漏，但是，在生产时，不能对冷却水进行降温冷却再利用，产生水资源浪费，成本高。
有鉴于此特提出一种金属坯立式连续铸造设备及其铸造方法来帮助解决上述问题。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种金属坯立式连续铸造设备及其铸造方法，能够在切断过程中对坯料进行垂直固定，避免其在切断过程中发生偏移，影响切面平滑度，提高切断质量，提高生产质量，同时保证切断过程中切刀稳定，提高切断质量和切断效率，在冷却过程中对冷却水循环再利用，节约水资源，降低成本，以解决切断质量差、切断效率低和浪费水资源，成本高的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种金属坯立式连续铸造设备，包括立式结晶箱、冷却箱、立式牵引箱、弧形弯曲箱、引锭杆处理箱、矫直箱、切断箱、切断组件和回流组件，所述切断组件设置在所述切断箱内部，所述切断组件包括切断平板、固定架、升降柱、安全柱、收集箱、固定结构、升降结构和切断结构，所述切断平板设置在所述切断箱内部，所述固定架、所述升降柱和所述安全柱均固定焊接在所述切断平板底部，所述收集箱设置在所述切断平板底部，所述固定结构设置在所述固定架顶部，所述升降结构设置在所述升降柱内部，所述切断结构设置在所述升降柱和所述安全柱之间且设置在所述切断平板中部，所述冷却箱设置在所述立式结晶箱底部，所述立式牵引箱设置在所述冷却箱底部，所述弧形弯曲箱设置在所述冷却箱底部，所述引锭杆处理箱设置在所述弧形弯曲箱底部，所述矫直箱设置在所述引锭杆处理箱一侧，所述切断箱设置在所述矫直箱一侧，所述回流组件设置在所述冷却箱一侧。
进一步的，所述固定架顶部开设有安装孔，所述固定结构包括固定箱、固定液压缸和固定座，所述固定箱固定焊接在所述安装孔内部，所述固定液压缸通过螺栓安装在所述固定箱内部，所述固定座固定焊接在所述固定液压缸的输出轴上，固定箱、固定液压缸和固定座的配合使用方便对金属坯进行固定，避免其在切断工作时发生偏移。
进一步的，所述升降柱内部开设有升降腔和升降槽，所述安全柱内部开设有安全T形槽，所述升降结构包括升降电机、螺纹杆、螺纹环、螺纹块和安全T形块，所述升降电机通过螺栓安装在所述升降腔内，所述螺纹杆两端分别转动安装在所述升降槽内顶壁上和固定焊接在所述升降电机的输出轴上，所述螺纹环螺纹啮合套设在所述螺纹杆上，所述螺纹块固定焊接在所述螺纹环一侧，所述安全T形块滑动连接在所述安全T形槽内部，升降电机、螺纹杆、螺纹环、螺纹块和安全T形块的配合使用方便对切刀进行升降，保证切刀的稳定。
进一步的，所述螺纹块一侧固定焊接有切断安装板，所述切断安装板另一侧固定焊接在所述安全T形块一侧，所述切断安装板底部固定焊接有切断垫块，所述切断结构包括切断箱、切断电机和切刀，所述切断箱固定焊接在所述切断垫块底部，所述切断电机通过螺栓安装在所述切断箱内部，所述切刀固定焊接在所述切断电机的输出轴上且设置在所述切断平板中部，切断箱、切断电机和切刀的配合使用方便进行切断工作。
进一步的，所述切断箱两侧设置有第一通孔，所述切断平板顶部开设有坯槽，所述坯槽与所述第一通孔对应，所述切断平板中部开设有安全孔，所述收集箱固定焊接在所述切断平板底部且与所述安全孔对应，通过安全孔保证切断工作的安全进行，通过收集箱方便对金属屑进行收集清理。
进一步的，所述立式结晶箱、所述冷却箱、所述立式牵引箱和所述弧形弯曲箱之间通过竖管连接，所述弧形弯曲箱、所述矫直箱和所述切断箱之间通过弧形轨道连接，所述切断箱一侧设置有输送杆，通过竖管、弧形轨道和输送杆方便输送金属坯。
进一步的，所述冷却箱底部固定焊接有冷却底板，所述回流结构包括储水箱、泵体、降温箱和回流箱，所述储水箱、所述降温箱、所述泵体和所述回流箱均设置在所述冷却底板顶部，所述储水箱通过进水管与所述冷却箱相通，所述回流箱通过回流管与所述冷却箱相通，所述储水箱、所述降温箱、所述泵体和所述回流箱之间通过导水管相通，所述储水箱顶部设置有加水管，所述降温箱内部设置有降温结构，储水箱、泵体、降温箱和回流箱的配合使用方便实现冷却水的再利用，节约水资源，降低成本。
一种金属坯立式连续铸造方法，所述方法包括以下：
第一步：通过立式结晶箱和冷却箱将内部的金属液冷却并结晶形成竖直方向分布的金属坯。
第二步：在冷却过程中通过回流组件实现冷却水的循环利用。
第三步：通过立式牵引箱将金属坯从冷却箱底部的出口卡出并牵引进弧形弯曲箱。
第四步：通过弧形弯曲箱将竖直的金属坯弯曲为弧形，并沿弧形轨道前引入矫直箱。
第五步：通过矫直箱将弧形的金属坯矫直为直线状态并输送进切断箱内部。
第六步：通过固定结构对金属坯进行固定，通过升降结构调整切割结构的高度，通过切断结构对金属坯进行切断工作，导出切断箱后通过输送杆进行输送。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过升降电机带动螺纹杆转动，螺纹杆转动带动螺纹环移动，螺纹环带动螺纹块移动，螺纹块带动切断安装板移动，切断安装板通过切断垫块带动切断箱移动，切断箱带动切刀移动，通过切断电机带动切刀转动，对金属坯进行切断工作，在切断过程中金属坯不会发生偏移，切断质量好，切刀稳定，提高切断质量和切断效率。
2、本发明通过泵体把储水箱内的冷却水导入冷却箱内部，在冷却工作完成后，通过回流管回到回流箱内部，通过回流管内的止逆阀避免冷却水逆流，回流箱内的冷却水通过导水管进入降温箱内部，通过降温结构，如半导体制冷片对冷却水冷却降温，方便进行下一次冷却工作的使用，节约水资源，降低成本。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中切断组件的立体结构示意图；
图3为本发明中切断平板的立体结构示意图；
图4为本发明中固定结构的立体结构示意图；
图5为本发明中升降柱的立体结构示意图；
图6为本发明中升降结构的立体结构示意图；
图7为本发明中切断结构的立体结构示意图；
图中：1、立式结晶箱；2、冷却箱；3、立式牵引箱；4、弧形弯曲箱；5、引锭杆处理箱；6、矫直箱；7、切断箱；8、切断组件；801、切断平板；802、固定架；803、升降柱；804、安全柱；805、收集箱；806、固定结构；8061、固定箱；8062、固定液压缸；8063、固定座；807、升降结构；8071、升降电机；8072、螺纹杆；8073、螺纹环；8074、螺纹块；8075、安全T形块；808、切断结构；8081、切断箱；8082、切断电机；8083、切刀；9、回流组件；901、储水箱；902、泵体；903、降温箱；904、回流箱；10、切断安装板；11、切断垫块；12、坯槽；13、安全孔；14、竖管；15、弧形轨道；16、输送杆；17、冷却底板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7所示，一种金属坯立式连续铸造设备，包括立式结晶箱1、冷却箱2、立式牵引箱3、弧形弯曲箱4、引锭杆处理箱5、矫直箱6、切断箱80817、切断组件8和回流组件9，切断组件8设置在切断箱80817内部，切断组件8包括切断平板801、固定架802、升降柱803、安全柱804、收集箱805、固定结构806、升降结构807和切断结构808，切断平板801设置在切断箱80817内部，固定架802、升降柱803和安全柱804均固定焊接在切断平板801底部，收集箱805设置在切断平板801底部，固定结构806设置在固定架802顶部，升降结构807设置在升降柱803内部，切断结构808设置在升降柱803和安全柱804之间且设置在切断平板801中部，冷却箱2设置在立式结晶箱1底部，立式牵引箱3设置在冷却箱2底部，弧形弯曲箱4设置在冷却箱2底部，引锭杆处理箱5设置在弧形弯曲箱4底部，矫直箱6设置在引锭杆处理箱5一侧，切断箱80817设置在矫直箱6一侧，回流组件9设置在冷却箱2一侧。
固定架802顶部开设有安装孔，固定结构806包括固定箱8061、固定液压缸8062和固定座8063，固定箱8061固定焊接在安装孔内部，固定液压缸8062通过螺栓安装在固定箱8061内部，固定座8063固定焊接在固定液压缸8062的输出轴上，升降柱803内部开设有升降腔和升降槽，安全柱804内部开设有安全T形槽，升降结构807包括升降电机8071、螺纹杆8072、螺纹环8073、螺纹块8074和安全T形块8075，升降电机8071通过螺栓安装在升降腔内，螺纹杆8072两端分别转动安装在升降槽内顶壁上和固定焊接在升降电机8071的输出轴上，螺纹环8073螺纹啮合套设在螺纹杆8072上，螺纹块8074固定焊接在螺纹环8073一侧，安全T形块8075滑动连接在安全T形槽内部，螺纹块8074一侧固定焊接有切断安装板10，切断安装板10另一侧固定焊接在安全T形块8075一侧，切断安装板10底部固定焊接有切断垫块11，切断结构808包括切断箱80817、切断电机8082和切刀8083，切断箱80817固定焊接在切断垫块11底部，切断电机8082通过螺栓安装在切断箱80817内部，切刀8083固定焊接在切断电机8082的输出轴上且设置在切断平板801中部，切断箱80817两侧设置有第一通孔，切断平板801顶部开设有坯槽12，坯槽12与第一通孔对应，切断平板801中部开设有安全孔13，收集箱805固定焊接在切断平板801底部且与安全孔13对应，立式结晶箱1、冷却箱2、立式牵引箱3和弧形弯曲箱4之间通过竖管14连接，弧形弯曲箱4、矫直箱6和切断箱80817之间通过弧形轨道15连接，切断箱80817一侧设置有输送杆16，通过升降电机8071带动螺纹杆8072转动，螺纹杆8072转动带动螺纹环8073移动，螺纹环8073带动螺纹块8074移动，螺纹块8074带动切断安装板10移动，切断安装板10通过切断垫块11带动切断箱80817移动，切断箱80817带动切刀8083移动，通过切断电机8082带动切刀8083转动，对金属坯进行切断工作，在切断过程中金属坯不会发生偏移，切断质量好，切刀8083稳定，提高切断质量和切断效率。
冷却箱2底部固定焊接有冷却底板17，回流结构包括储水箱901、泵体902、降温箱903和回流箱904，储水箱901、降温箱903、泵体902和回流箱904均设置在冷却底板17顶部，储水箱901通过进水管与冷却箱2相通，回流箱904通过回流管与冷却箱2相通，储水箱901、降温箱903、泵体902和回流箱904之间通过导水管相通，储水箱901顶部设置有加水管，降温箱903内部设置有降温结构，通过泵体902把储水箱901内的冷却水导入冷却箱2内部，在冷却工作完成后，通过回流管回到回流箱904内部，通过回流管内的止逆阀避免冷却水逆流，回流箱904内的冷却水通过导水管进入降温箱903内部，通过降温结构，如半导体制冷片对冷却水冷却降温，方便进行下一次冷却工作的使用，节约水资源，降低成本。
金属坯立式连续铸造方法，其方法包括以下步骤：
第一步：通过立式结晶箱1和冷却箱2将内部的金属液冷却并结晶形成竖直方向分布的金属坯。
第二步：在冷却过程中通过回流组件9实现冷却水的循环利用。
第三步：通过立式牵引箱3将金属坯从冷却箱2底部的出口卡出并牵引进弧形弯曲箱4。
第四步：通过弧形弯曲箱4将竖直的金属坯弯曲为弧形，并沿弧形轨道15前引入矫直箱6。
第五步：通过矫直箱6将弧形的金属坯矫直为直线状态并输送进切断箱80817内部。
第六步：通过固定结构806对金属坯进行固定，通过升降结构807调整切割结构的高度，通过切断结构808对金属坯进行切断工作，导出切断箱80817后通过输送杆16进行输送。
实施例一
通过立式结晶箱1和冷却箱2将内部的金属液冷却并结晶形成竖直方向分布的金属坯，通过立式牵引箱3将金属坯从冷却箱2底部的出口卡出并牵引进弧形弯曲箱4，通过弧形弯曲箱4将竖直的金属坯弯曲为弧形，并沿弧形轨道15前引入矫直箱6，通过矫直箱6将弧形的金属坯矫直为直线状态并输送进切断箱80817内部，打开固定液压缸8062带动固定座8063移动，固定座8063对坯槽12内的金属坯进行固定，打开升降电机8071，升降电机8071带动螺纹杆8072转动，螺纹杆8072带动螺纹环8073移动，螺纹环8073带动螺纹块8074移动，螺纹块8074带动切断安装板10移动，切断安装板10通过切断垫块11带动切断箱80817移动，切断箱80817带动切刀8083移动，打开切断电机8082，切断电机8082带动切刀8083转动，对金属坯进行切断工作，金属屑通过安全孔13落到收集箱805内部，方便后续清理，如此往复，直到切断工作完成，在切断过程中金属坯不会发生偏移，切断质量好，切刀8083稳定，提高切断质量和切断效率。
实施例二
在对金属坯冷却过程中，通过泵体902把储水箱901内的冷却水导入冷却箱2内部，在冷却工作完成后，通过回流管回到回流箱904内部，通过回流管内的止逆阀避免冷却水逆流，回流箱904内的冷却水通过导水管进入降温箱903内部，通过降温结构，如半导体制冷片对冷却水冷却降温，方便进行下一次冷却工作的使用，节约水资源，降低成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种金属坯立式连续铸造设备，包括立式结晶箱(1)、冷却箱(2)、立式牵引箱(3)、弧形弯曲箱(4)、引锭杆处理箱(5)、矫直箱(6)、切断箱(8081)(7)、切断组件(8)和回流组件(9)，其特征在于：所述切断组件(8)设置在所述切断箱(8081)(7)内部，所述切断组件(8)包括切断平板(801)、固定架(802)、升降柱(803)、安全柱(804)、收集箱(805)、固定结构(806)、升降结构(807)和切断结构(808)，所述切断平板(801)设置在所述切断箱(8081)(7)内部，所述固定架(802)、所述升降柱(803)和所述安全柱(804)均固定焊接在所述切断平板(801)底部，所述收集箱(805)设置在所述切断平板(801)底部，所述固定结构(806)设置在所述固定架(802)顶部，所述升降结构(807)设置在所述升降柱(803)内部，所述切断结构(808)设置在所述升降柱(803)和所述安全柱(804)之间且设置在所述切断平板(801)中部，所述冷却箱(2)设置在所述立式结晶箱(1)底部，所述立式牵引箱(3)设置在所述冷却箱(2)底部，所述弧形弯曲箱(4)设置在所述冷却箱(2)底部，所述引锭杆处理箱(5)设置在所述弧形弯曲箱(4)底部，所述矫直箱(6)设置在所述引锭杆处理箱(5)一侧，所述切断箱(8081)(7)设置在所述矫直箱(6)一侧，所述回流组件(9)设置在所述冷却箱(2)一侧。
2.根据权利要求1所述的一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述固定架(802)顶部开设有安装孔，所述固定结构(806)包括固定箱(8061)、固定液压缸(8062)和固定座(8063)，所述固定箱(8061)固定焊接在所述安装孔内部，所述固定液压缸(8062)通过螺栓安装在所述固定箱(8061)内部，所述固定座(8063)固定焊接在所述固定液压缸(8062)的输出轴上。
3.根据权利要求2所述的一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述升降柱(803)内部开设有升降腔和升降槽，所述安全柱(804)内部开设有安全T形槽，所述升降结构(807)包括升降电机(8071)、螺纹杆(8072)、螺纹环(8073)、螺纹块(8074)和安全T形块(8075)，所述升降电机(8071)通过螺栓安装在所述升降腔内，所述螺纹杆(8072)两端分别转动安装在所述升降槽内顶壁上和固定焊接在所述升降电机(8071)的输出轴上，所述螺纹环(8073)螺纹啮合套设在所述螺纹杆(8072)上，所述螺纹块(8074)固定焊接在所述螺纹环(8073)一侧，所述安全T形块(8075)滑动连接在所述安全T形槽内部。
4.根据权利要求3所述的一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述螺纹块(8074)一侧固定焊接有切断安装板(10)，所述切断安装板(10)另一侧固定焊接在所述安全T形块(8075)一侧，所述切断安装板(10)底部固定焊接有切断垫块(11)，所述切断结构(808)包括切断箱(8081)(7)、切断电机(8082)和切刀(8083)，所述切断箱(8081)(7)固定焊接在所述切断垫块(11)底部，所述切断电机(8082)通过螺栓安装在所述切断箱(8081)(7)内部，所述切刀(8083)固定焊接在所述切断电机(8082)的输出轴上且设置在所述切断平板(801)中部。
5.根据权利要求4所述的一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述切断箱(8081)(7)两侧设置有第一通孔，所述切断平板(801)顶部开设有坯槽(12)，所述坯槽(12)与所述第一通孔对应，所述切断平板(801)中部开设有安全孔(13)，所述收集箱(805)固定焊接在所述切断平板(801)底部且与所述安全孔(13)对应。
6.根据权利要求1所述的一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述立式结晶箱(1)、所述冷却箱(2)、所述立式牵引箱(3)和所述弧形弯曲箱(4)之间通过竖管(14)连接，所述弧形弯曲箱(4)、所述矫直箱(6)和所述切断箱(8081)(7)之间通过弧形轨道(15)连接，所述切断箱(8081)(7)一侧设置有输送杆(16)。
7.根据权利要求1所述的一种金属坯立式连续铸造设备，其特征在于：所述冷却箱(2)底部固定焊接有冷却底板(17)，所述回流结构包括储水箱(901)、泵体(902)、降温箱(903)和回流箱(904)，所述储水箱(901)、所述降温箱(903)、所述泵体(902)和所述回流箱(904)均设置在所述冷却底板(17)顶部，所述储水箱(901)通过进水管与所述冷却箱(2)相通，所述回流箱(904)通过回流管与所述冷却箱(2)相通，所述储水箱(901)、所述降温箱(903)、所述泵体(902)和所述回流箱(904)之间通过导水管相通，所述储水箱(901)顶部设置有加水管，所述降温箱(903)内部设置有降温结构。
8.一种金属坯铸造方法，其特征在于：所述方法包括以下：
第一步：通过立式结晶箱(1)和冷却箱(2)将内部的金属液冷却并结晶形成竖直方向分布的金属坯。
第二步：在冷却过程中通过回流组件(9)实现冷却水的循环利用。
第三步：通过立式牵引箱(3)将金属坯从冷却箱(2)底部的出口卡出并牵引进弧形弯曲箱(4)。
第四步：通过弧形弯曲箱(4)将竖直的金属坯弯曲为弧形，并沿弧形轨道(15)前引入矫直箱(6)。
第五步：通过矫直箱(6)将弧形的金属坯矫直为直线状态并输送进切断箱(8081)(7)内部。
第六步：通过固定结构(806)对金属坯进行固定，通过升降结构(807)调整切割结构的高度，通过切断结构(808)对金属坯进行切断工作，导出切断箱(8081)(7)后通过输送杆(16)进行输送。
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| CN202211168625.XA CN115502350A (zh) | 2022-09-24 | 2022-09-24 | 一种金属坯立式连续铸造设备及其铸造方法 |
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- 2022-09-24 CN CN202211168625.XA patent/CN115502350A/zh active Pending
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